ШТО ТАКОЕ ПАЎПРАВАДНІК?
Паўправадніковая прылада - гэта электронны кампанент, які выкарыстоўвае электраправоднасць, але мае рысы, якія знаходзяцца паміж характарыстыкамі правадніка, напрыклад медзі, і ізалятара, напрыклад шкла. Гэтыя прылады выкарыстоўваюць электраправоднасць у цвёрдым стане, а не ў газападобным стане або тэрмаэлектроннае выпраменьванне ў вакууме, і яны замянілі вакуумныя трубкі ў большасці сучасных прыкладанняў.
Часцей за ўсё паўправаднікі выкарыстоўваюцца ў мікрасхемах інтэгральных схем. Нашы сучасныя вылічальныя прылады, у тым ліку мабільныя тэлефоны і планшэты, могуць утрымліваць мільярды малюсенькіх паўправаднікоў, аб'яднаных у адзінкавыя чыпы, усе злучаныя паміж сабой на адной паўправадніковай пласціне.
Праводнасцю паўправадніка можна маніпуляваць некалькімі спосабамі, напрыклад, шляхам увядзення электрычнага або магнітнага поля, падвяргаючы яго ўздзеянню святла або цяпла або з-за механічнай дэфармацыі легіраванай сеткі монакрышталічнага крэмнію. Хоць тэхнічнае тлумачэнне даволі падрабязнае, маніпуляцыі з паўправаднікамі - гэта тое, што зрабіла магчымай нашу цяперашнюю лічбавую рэвалюцыю.
ЯК ВЫКАРЫСТОЎВАЮЦЬ АЛЮМІНІЙ У ПАЎПРАВАДНІКАХ?
Алюміній валодае многімі ўласцівасцямі, якія робяць яго асноўным выбарам для выкарыстання ў паўправадніках і мікрачыпах. Напрыклад, алюміній мае лепшую адгезію да дыяксіду крэмнію, асноўнага кампанента паўправаднікоў (адсюль Сіліконавая даліна атрымала сваю назву). Яго электрычныя ўласцівасці, а менавіта тое, што ён мае нізкае электрычнае супраціўленне і забяспечвае выдатны кантакт з драцянымі сувязямі, з'яўляюцца яшчэ адной перавагай алюмінія. Таксама важна тое, што лёгка структураваць алюміній у працэсе сухога тручэння, які з'яўляецца найважнейшым крокам у вытворчасці паўправаднікоў. У той час як іншыя металы, такія як медзь і срэбра, забяспечваюць лепшую каразійную ўстойлівасць і электрычную трываласць, яны таксама значна даражэйшыя за алюміній.
Адным з найбольш распаўсюджаных ужыванняў алюмінію ў вытворчасці паўправаднікоў з'яўляецца тэхналогія распылення. Нанясенне тонкіх слаёў нанатаўшчыні металаў высокай чысціні і крэмнія ў мікрапрацэсарных пласцінах ажыццяўляецца з дапамогай працэсу фізічнага нанясення з паравай фазы, вядомага як распыленне. Матэрыял выкідваецца з мішэні і наносіцца на крэмніевую падкладку ў вакуумнай камеры, напоўненай газам, каб палегчыць працэдуру; звычайна інэртны газ, напрыклад аргон.
Апорныя пласціны для гэтых мішэняў зроблены з алюмінія з матэрыяламі высокай чысціні для нанясення, такімі як тантал, медзь, тытан, вальфрам або 99,9999% чыстага алюмінія, звязаныя з іх паверхняй. Фотаэлектрычнае або хімічнае тручэнне токаправоднай паверхні падкладкі стварае мікраскапічныя схемы, якія выкарыстоўваюцца ў паўправадніку.
Найбольш распаўсюджаным алюмініевым сплавам у апрацоўцы паўправаднікоў з'яўляецца 6061. Каб забяспечыць найлепшыя характарыстыкі сплаву, звычайна на паверхню металу наносіцца ахоўны анадаваны пласт, які павысіць устойлівасць да карозіі.
Паколькі гэта такія дакладныя прылады, трэба ўважліва сачыць за карозіяй і іншымі праблемамі. Было выяўлена некалькі фактараў, якія спрыяюць карозіі паўправадніковых прыбораў, напрыклад, упакоўка іх у пластык.